CN107655345B - 一种煅烧炉窑的智能控温系统及控温方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳素行业石油焦煅烧技术领域，具体涉及一种煅烧炉窑的智能控温系统及控温方法，智能控温系统包括多组煅烧炉料罐，每组煅烧炉料罐配备一个温度调控装置，煅烧炉料罐包括一个风门控制装置和下火口控制装置，温度调控装置控制风门控制装置和下火口控制装置的动作，以调节煅烧炉料罐的温度，温度调控装置通过智能调控终端进行远程调控设置，多组煅烧炉料罐之间并联设置，智能控温方法通过周期性的将煅烧炉料罐内的实时温度与预设的温度区间比较，自动控制风门和下火口开启状态，实现对煅烧炉准确及时的控温，避免高温损害煅烧炉或低温影响产品质量，大大提高了煅烧炉的使用寿命、产品的合格率，并且降低了工人的劳动强度。

Description

一种煅烧炉窑的智能控温系统及控温方法

技术领域

本发明涉及碳素行业石油焦煅烧技术领域，具体涉及一种煅烧炉窑的智能控温系统及控温方法。

背景技术

目前，在炼钢、铝用碳素制品、石墨电极、碳电极等领域均需使用锻后石油焦，石油焦的煅烧设备主要有回转窑和罐式煅烧两种，其中罐式煅烧炉因其烧损小、煅烧质量高、实现无外加燃料煅烧等优点而被广泛应用于国内的碳素厂生产铝用预焙阳极所需的锻后石油焦。罐式煅烧炉窑一直采用人工方式调温，这种控制温度的方式十分粗糙，不但煅烧后的碳素产品质量不好控制，还容易因短时间内的局部高温将炉窑烧毁，尤其是随着技术的发展，现在的炉窑罐数量越来越多，体积也越来越大，调温点越来越多，传统的人工调温方式已经不能满足正常的生产需求；除此之外，人工调温对工人经验以及责任心的需求也很大，但是工人的精力有限，而且炉窑在工人倒班时候不停，值班过程中难免会出现疏忽使炉窑温度过高或者过低的情况，影响炉窑的使用寿命以及产品的质量。

发明内容

本发明为解决上述问题提供的是一种煅烧炉窑的智能控温系统，包括多组煅烧炉料罐，每组煅烧炉料罐配备一个与智能调控终端远程连接的温度调控装置，煅烧炉料罐的风口和下火口分别设置有风门控制装置和下火口控制装置；所述温度调控装置包括控制单元、天线、开关电源模块和手动调节装置，开关电源模块和手动调节装置均连接控制单元，控制单元上设置有远程控制模块，所述远程控制模块连接温度调控装置外设置的天线，控制单元通过天线与智能调控终端控制连接，控制单元还与设置在煅烧炉料罐内的测温元件连接；

所述风门控制装置包括风门拉板和第一电动推杆，风门拉板活动设置在煅烧炉料罐的风口，风门拉板通过连接板与第一电动推杆末端连接，第一电动推杆与温度调控装置内的控制单元连接；所述下火口控制装置包括第二电动推杆、操纵杆和推拉板，第二电动推杆安装在煅烧炉料罐的外壁并与温度调控装置内的控制单元连接，第二电动推杆通过连杆与操纵杆一端连接，操纵杆另一端连接有推拉板，推拉板设置在发明煅烧炉窑的下火口。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述智能调控终端包括电脑调控终端和手机调控终端。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述温度调控装置并联连接交流电源和不间断电源。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述推拉板设置在煅烧炉料罐内部的下火口处，操纵杆穿过煅烧炉料罐侧壁的通孔设置并且通过连杆连接第二电动推杆，通孔内填充有玻璃棉，第二电动推杆通过L形固定架安装在煅烧炉料罐的侧壁，L形固定架与煅烧炉料罐之间设置有玻璃棉垫，所述第二电动推杆设置在防护罩中。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述控制单元设置在调控柜中。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述煅烧炉料罐的风口和下火口处设置有行程开关，以分别控制风门拉板和推拉板的活动距离。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述风门拉板通过螺栓与连接板连接。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述风门控制装置与控制单元之间设置有调节开关。

作为本发明一种煅烧炉窑的智能控温系统的进一步方案，所述每组煅烧炉料罐包括一个煅烧炉料罐，温度调控装置固定安装在煅烧炉料罐的外壁，温度调控装置和煅烧炉料罐之间设置有玻璃棉垫。

利用所述控温系统对煅烧炉窑进行智能控温的方法为：通过智能调控终端对温度调控装置进行设置，设定煅烧炉料罐能正常运行的温度区间Ta-Tb，测温元件检测煅烧炉料罐内的实时温度T，并将检测的实时温度T传输至温度调控装置，温度调控装置周期性的将实时温度T与温度区间Ta-Tb进行比对：

T小于Ta时，温度调控装置控制风门控制装置和下火口控制装置使风口和下火口保持在设定的最大的开启状态位置；

T大于Tb时，温度调控装置控制风门控制装置和下火口控制装置使风口和下火口保持在设定的最小的开启状态位置；

T位于温度区间Ta-Tb时温度调控装置控制风门控制装置和下火口控制装置使风口和下火口的开口状态保持不变。

有益效果

1、本发明的智能控温方法通过测温元件检测煅烧炉料罐内的实时温度T，温度调控装置的控制单元周期性的将T与预设的煅烧炉料罐能正常运行的温度区间Ta-Tb进行对比，实时温度较低时通过温度调控装置控制风门控制装置和下火口控制装置使风口和下火口保持在设定的最大开启状态处，增加空气和挥发分的进量从而提高煅烧炉料罐内的温度，反之使风口和下火口保持设定的最小开启状态以降低煅烧炉料罐内的温度，实现智能调节，温度调控装置通过wifi远程模块、PLC或其他控制元件与智能调控终端，方便参数设置以及人工调节。

2、本发明智能控温系统中设置多组煅烧炉料罐，每组煅烧炉料罐有一个温度调控装置调节，多个温度调控装置之间并联设置，单组煅烧炉料罐的调整不会影响到其他炉的状态，使每组煅烧炉料罐得以保持到一个合适的温度，条件允许情况下可以使每个煅烧炉料罐由一个温度调控装置进行调节；温度调控装置内的控制单元上有远程控制模块，并且通过天线与智能调控终端进行数据交换，实现远程调控，智能调控终端包括电脑调控终端和手机调控终端，通过智能调控终端的实时数据对每个煅烧炉料罐进行调节，降低了劳动强度和对经验的依赖程度；温度调控装置的控制单元可设置在专用的调控柜中，温度调控装置内设有手动调节装置，便于实时监测和手动调整。

3、煅烧炉料罐设置有用于进空气的风口和用于挥发分通过的下火口，风口和下火口分别设置有用于控制开启程度的风门控制装置和下火口控制装置，风门控制装置和下火口控制装置均通过温度调控装置中的控制单元控制，控制单元连接有热电偶等测温元件，检测温度与预设的标准比较，对风门控制装置和下火口控制装置进行调节，从而调节煅烧炉料罐内的温度，而且还可以通过电脑调控终端或者手机调控终端进行远程调节和监控，提高了工作效率的同时降低了工人的劳动强度。

4、风门控制装置设置在煅烧炉料罐的风口处，风门拉板设置在风门处的滑槽中，风门拉板通过在滑槽内移动遮挡风口调节风门的开启程度，风门拉板通过第一电动推杆带动，风门拉板与第一电动推杆之间通过连接板连接，并且风门拉板与连接板之间通过螺栓连接，便于拆卸，第一电动推杆与控制单元之间设置有开关，便于通过风口对煅烧炉料罐维修；下火口控制装置包括通过推拉板控制下火口的开启程度，推拉板设置在煅烧炉料罐内部，推拉板通过操纵杆连接设置在煅烧炉料罐外壁的第二电动推杆，由第二电动推杆带动调节下火口的开启程度，第二电动推杆通过L形固定架安装在煅烧炉料罐并且设置在防护罩中。

附图说明

图1是本发明智能控温方法的流程图；

图2是本发明智能控温系统温度调控装置和风门控制装置的结构示意图；

图3是本发明智能控温系统下火口控制装置的结构示意图；

图4是本发明智能控温系统的电气控制示意图；

图中标记：1、煅烧炉料罐，2、温度调控装置，3、风门控制装置，4、下火口控制装置，101、风口，102、下火口，201、控制单元，202、天线，203、开关电源模块，204、交流电源，205、调节开关，301、风门拉板，302、第一电动推杆，303、连接板，401、第二电动推杆，402、操纵杆，403、推拉板，404、L形固定架，405、防护罩。

具体实施方式

一种煅烧炉窑的智能控温系统如图2、图3和图4所示，包括多组煅烧炉料罐1、温度调控装置2、风门控制装置3、下火口控制装置4和智能调控终端，温度调控装置2通过控制风门控制装置3和下火口控制装置4调节煅烧炉料罐1的温度，温度调控装置2包括控制单元201、天线202、开关电源模块203和手动调节装置，多个控制单元201并联连接220V交流电源和不间断电源，220V交流电源和不间断电源用于为温度调控箱2以及开关电源模块203供电，不间断电源可降低突发的断电情况对加工带来的影响，控制单元201还与风门控制装置3、下火口控制装置4以及设置在每个煅烧炉料罐1内的热电偶等测温元件连接；天线202设置在温度调控装置2外，天线202与控制单元201上设置的wifi远程继电器、PLC等控制元件连接，控制单元201通过远程控制模块和天线202与智能调控终端进行数据交换，智能调控终端包括电脑调控终端和手机调控终端，智能调控终端可显示煅烧炉料罐1的实时温度和修改设置控制单元201的参数，并且可以通过控制单元201调节风门控制装置3和下火口控制装置4以调节煅烧炉料罐1内的温度，开关电源模块203连接控制单元201用于为风门控制装置3和下火口控制装置4提供电源，手动调节装置连接控制单元201，用于手动对煅烧炉料罐1的温度进行调节，控制单元201还与风门控制装置3和下火口控制装置4控制连接，每组煅烧炉料罐1可设置单个或者多个煅烧炉料罐1，每组煅烧炉料罐1由一个温度调控装置2进行温度调节，每组煅烧炉料罐1可依据实际情况设置，每组设置一个煅烧炉料罐1时将温度调控装置2设置在煅烧炉料罐1的侧壁，通过膨胀螺栓或焊接等方式固定安装，并且温度调控装置2与燃烧炉料罐1之间设置玻璃棉垫层，对每个煅烧炉料罐1进行精确调节和控制；每组煅烧炉料罐1为多个时将温度调控装置2的控制单元设置在调控柜中，对每组煅烧炉料罐1进行整体调节，便于集中调节，还可通过温度调控装置2中的手动调节装置进行人工调节；

所述煅烧炉料罐1为常用的设置有风口101和下火口102煅烧炉窑，风口101用于向煅烧炉料罐1内输送空气，下火口102用于向煅烧炉料罐1内输送挥发分，风口101和下火口102分别通过风门控制装置3和下火口控制装置4控制开口程度，风门101和下火口102处均设有行程开关，用以控制风门拉板301和推拉板403的活动距离，风门控制装置3包括风门拉板301和第一电动推杆302，风门拉板301设置在煅烧炉料罐1的风口101处的滑槽中，风门拉板301的一端与连接板303通过螺栓连接，连接板303固定设置在第一电动推杆302上，第一电动推杆302带动风门拉板301在滑槽中移动，从而控制风口101的开口大小，从而控制空气的输入量，第一电动推杆302受温度调控装置2控制，并且与温度调控装置2之间设置有调节开关205，调节开关205关闭后将风门拉板301与连接板303之间的连接断开，可进行人工调节；

下火口控制装置4包括第二电动推杆401、操纵杆402和推拉板403，推拉板403设置在煅烧炉料罐1内部的下火口102处，推拉板403安装在操纵杆403的一端，操纵杆402穿过煅烧炉料罐1侧壁的通孔设置，另一端通过连杆连接第二电动推杆401，通孔内填充有玻璃棉；所述第二电动推杆401连接温度调控装置2，第二电动推杆401通过L形固定架404安装在煅烧炉料罐1的外侧壁，L形固定架404上还安装有用于保护第二电动推杆401的防护罩405，L形固定架404与煅烧炉料罐1之间设置有玻璃棉垫。

煅烧炉窑的智能控温方法如图1的流程示意图所示，首先通过检测确定煅烧炉料罐1能正常运行的温度区间Ta-Tb作为对比值，通过智能调控终端修改温度调控装置2内控制单元201参数，控制单元201周期性的接收测温元件检测的实时温度T并与温度区间进行比较，实时温度T小于或等于Ta时说明实时温度低于对比温度，需要将煅烧炉料罐1内的温度提升，温度调控装置2控制风门控制装置3和下火口控制装置4使风口101和下火口102保持开启至设定的最大开口的状态，使煅烧炉料罐1内温度上升；当检测到实时温度T大于或等于Tb时说明实时温度高于温度区间有高于Tb的趋势，需要降低煅烧炉料罐1的温度，温度调控装置2控制风门控制装置3和下火口控制装置4使风口101和下火口102保持开启至设定的最小的开口状态，使煅烧炉料罐1内温度下降到对比温度的区间范围内，实时温度T在温度区间内时不做操作，保持风口101和下火口102的开启状态，测温元件不断测温，温度调控装置2周期性的将实时温度T进行对比进而作出相应的调节命令。工作中过程中每次的检测结果和操作数据都会在智能调控终端显示，同时通过智能调控终端也可以对风门控制装置3、下火口控制装置4以及适宜温度区间的参数进行调节更改，智能调控终端上还可以依据不同的职位进行不同的权限设置，多个温度调控装置分别为F1到Fn并且相互独立，每个煅烧炉料罐1的异常工作不会对其他组产生影响，本发明的智能控温系统可有效避免由人为疏忽等意外因素对煅烧炉内温度的影响，避免影响产品质量或者高温损害煅烧炉，大大提高了发明煅烧炉窑的使用寿命、产品的合格率和生产效率，并且降低了劳动强度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：包括多组煅烧炉料罐（1），每组煅烧炉料罐（1）配备一个与智能调控终端远程连接的温度调控装置（2），煅烧炉料罐（1）的风口（101）和下火口（102）处分别设置有风门控制装置（3）和下火口控制装置（4）；所述温度调控装置（2）包括控制单元（201）、天线（202）、开关电源模块（203）和手动调节装置，开关电源模块（203）和手动调节装置均连接控制单元（201），控制单元（201）上设置有远程控制模块，所述远程控制模块连接温度调控装置（2）外设置的天线（202），控制单元（201）通过天线（202）与智能调控终端控制连接，控制单元（201）还与设置在煅烧炉料罐（1）内的测温元件连接；

所述风门控制装置（3）包括风门拉板（301）和第一电动推杆（302），风门拉板（301）活动设置在煅烧炉料罐（1）的风口（101），风门拉板（301）通过连接板（303）与第一电动推杆（302）末端连接，第一电动推杆（302）与温度调控装置（2）内的控制单元（201）连接；所述下火口控制装置（4）包括第二电动推杆（401）、操纵杆（402）和推拉板（403），第二电动推杆（401）安装在煅烧炉料罐（1）的外壁并与温度调控装置（2）内的控制单元（201）连接，第二电动推杆（401）通过连杆与操纵杆（402）一端连接，操纵杆（402）另一端连接有推拉板（403），推拉板（403）设置在煅烧炉的下火口（102）处。

2.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述智能调控终端包括电脑调控终端和手机调控终端。

3.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述温度调控装置（2）并联连接交流电源（204）和不间断电源。

4.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述推拉板（403）设置在煅烧炉料罐（1）内部的下火口（102）处，操纵杆（402）穿过煅烧炉料罐（1）侧壁的通孔设置并且通过连杆连接第二电动推杆（401），通孔内填充有玻璃棉，第二电动推杆（401）通过L形固定架（404）安装在煅烧炉料罐（1）的侧壁，L形固定架（404）与煅烧炉料罐（1）之间设置有玻璃棉垫，所述第二电动推杆（401）设置在防护罩（405）中。

5.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述控制单元设置在调控柜中。

6.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述煅烧炉料罐（1）的风口（101）和下火口（102）处设置有行程开关，以分别控制风门拉板（301）和推拉板（403）的活动距离。

7.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述风门拉板（301）通过螺栓与连接板（303）连接。

8.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述风门控制装置（3）与控制单元（201）之间设置有调节开关（205）。

9.如权利要求1所述的一种煅烧炉窑的智能控温系统，其特征在于：所述每组煅烧炉料罐（1）包括一个煅烧炉料罐（1），温度调控装置（2）固定安装在煅烧炉料罐（1）的外壁，温度调控装置（2）和煅烧炉料罐（1）之间设置有玻璃棉垫。

10.利用权利要求1所述控温系统对煅烧炉窑进行智能控温的方法，其特征在于：通过智能调控终端对温度调控装置（2）进行设置，设定煅烧炉料罐（1）能正常运行的温度区间Ta-Tb，测温元件检测煅烧炉料罐（1）内的实时温度T，并将检测的实时温度T传输至温度调控装置（2），温度调控装置（2）周期性的将实时温度T与温度区间Ta-Tb进行比对：

T小于Ta时，温度调控装置（2）控制风门控制装置（3）和下火口控制装置（4）使风口（101）和下火口（102）保持在设定的最大的开启状态位置；

T大于Tb时，温度调控装置（2）控制风门控制装置（3）和下火口控制装置（4）使风口（101）和下火口（102）保持在设定的最小的开启状态位置；

T位于温度区间（Ta，Tb）时，温度调控装置（2）控制风门控制装置（3）和下火口控制装置（4），使风口（101）和下火口（102）的开口状态保持不变。